整理第三章水样的采集与保存5784.docx

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整理第三章水样的采集与保存5784

第三章水样的采集与保存

水分析的目的在于获得所研究水体水质的数据，为各种目的（如水文地质、供水工程及环境质量评价等）提供资料。

这不仅要求有灵敏度高、精密度好的分析方法，而且要根据使用目的，正确选定采样时间、地点、取样方法以及样品的保存技术等，其重要意义并不低于进行分析时所要注意的其它因素。

因为分析所用的水样必须具有代表性，忽略了试样的代表性，即使采用先进的分析手段进行认真地分析，也得不到正确的结果。

那样不仅浪费时间、人力、物力，而且还会给水环境质量评价和治理工作带来危害。

因此，要获得正确的、可靠的分析结果，正确的采样是水环境监测的首要问题。

第一节水样的采集

一、地表水采样

（一）监测断面的布设原则

监测断面在总体和宏观上须能反映水系或所在区域的水环境质量状况。

各断面的具体位置须能反映所在区域环境的污染特征；尽可能以最少的断面获取足够的有代表性的水环境信息；同时还须考虑实际采样时的可行性和方便性。

具体布设原则如下：

（1）对流域或水系要设立背景断面、控制断面（若干）和入海口断面。

对行政区域可设背景断面（对水系源头）或入境断面（对过境河流）或对照断面、控制断面（若干）和入海河口断面或出境断面。

在各控制断面下游，如果河段有足够长度（至少10km），还应设消减断面。

（2）根据水体功能区设置控制监测断面，同一水体功能区至少要设置1个监测断面。

（3）断面位置应避开死水区、回水区、排污口处，尽量选择顺直河段、河床稳定、水流平稳，水面宽阔、无急流、无浅滩。

（4）监测断面力求与水文测流断面一致，以便利用其水文参数，实现水质监测与水量监测的结合。

（5）监测断面的布设应考虑社会经济发展，监测工作的实际状况和需要，要具有相对的长远性。

（6）流域同步监测中，根据流域规划和污染源限期达标确定监测断面。

（7）入海河口断面要设置在能反映入海河水水质并临近入海的位置。

（8）监测断面的设置数量，应根据掌握水环境质量状况的实际需要，考虑对污染物时空分布和变化规律的了解、优化的基础上，以最少的断面、垂线和测点取得代表性最好的监测数据。

（二）监测断面的布设方法

监测断面是指监测河段或水域的位置，这个位置可以是一个断面、断面上或水体中的一条垂线、垂线上一个或一个以上的点。

河流、湖泊（水库）监测断面的布设，要根据水域的分布，污染源的特征以及监测目的、监测项目和样品类型等进行确定。

图3-1-1表示河流监测断面布设的一般做法。

图3-1-1河流监测断面布设图

1．一般河流监测断面的设置

一个水系或一条较长河流，应根据河流的不同流经区段设置背景断面、出入境断面和多个控制断面。

（1）背景断面须能反映水系未受污染时的背景值。

要求：

基本上不受人类活动的影响，远离城市居民区、工业区、农药化肥施放区及主要交通路线。

原则上应设在水系源头处或未受污染的上游河段，如选定断面处于地球化学异常区，则要在异常区的上、下游分别设置。

如有较严重的水土流失情况，则设在水土流失区的上游。

（2）入境断面用来反映水系进入某行政区域时的水质状况，应设置在水系进入本区域且尚未受到本区域污染源影响处。

（3）控制断面用来反映某排污区（口）排放的污水对水质的影响，应设置在排污区（口）的下游，污水与河水基本混匀处。

控制断面的数量、控制断面与排污区（口）的距离可根据以下因素决定：

主要污染区的数量及其间的距离、各污染源的实际情况、主要污染物的迁移转化规律和其它水文特征等。

此外，还应考虑对纳污量的控制程度，即由各控制断面所控制的纳污量不应小于该河段总纳污量的80％。

如某河段的各控制断面均有五年以上的监测资料，可用这些资料进行优化，用优化结论来确定控制断面的位置和数量。

（4）出境断面用来反映水系进入下一行政区域前的水质。

因此应设置在本区域最后的污水排放口下游，污水与河水已基本混匀并尽可能靠近水系出境处。

如在此行政区域内，河流有足够长度，则应设消减断面。

消减断面主要反映河流对污染物的稀释净化情况，应设置在控制断面下游，主要污染物浓度有显著下降处。

（5）其它各类断面

①水系的较大支流汇入前河口处、湖泊（水库）、主要河流的出、入口应设置监测断面。

②国际河流、入国境交界处应设置出境断面和入境断面。

③国务院水环境监测主管部门统一设置省（自治区、直辖市）交界断面。

④对流程较长的重要河流，为了解水质、水量变化情况，经适当距离后应设置监测断面。

⑤水网地区流向不定的河流，应根据常年主导流向设置监测断面。

⑥对水网地区应视实际情况设置若干控制断面，其控制的径流量之和应不少于总径流量的80％。

⑦有水工建筑物并受人工控制的河段。

视情况分别在闸（坝、堰）上、下设置监测断面。

如水质无明显差别，可只在闸（坝、堰）上设置监测断面。

⑧对于季节性河流和人工控制河流，由于实际情况差异很大，这些河流监测断面的确定、以及采样的频次与监测项目、监测数据的使用等，由各省（自治区、直辖市）水环境监测主管部门自定。

2．流经城市和工业区河段监测断面的设置

流经城市和工业区的河段一般应设三种类型的监测断面，即对照断面、控制断面和消减断面。

（1）对照断面用来了解河流入境前的水体水质情况，或污染源上游处区域水环境本底值，应设置在河流进入城市或工业区以前的地方，并位于该区域所有污染源上游处。

一个河段只设一个对照断面。

（2）一个河段上控制断面的数目应根据城市的工业布局和排污口分布情况而定。

断面设置应考虑的原则与上述一般河流的控制断面设置原则相同。

重要入河排污口下游的控制断面应设在距排污口500~1000m处。

因为在排污口的污染带下游500m横断面1/2宽度处重金属的浓度会出现高峰值。

（3）消减断面是指废水、污水汇入河流，经一定距离与河水充分混合后，水中污染物的浓度因河水的稀释作用和河流本身的自净作用而逐渐降低，其左、中、右三点浓度差异较小的断面，消减断面一般应设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以上的河段上。

对一些水量小的河流，可根据具体情况确定消减断面的位置。

3．潮汐河流监测断面的设置

（1）潮汐河流监测断面的布设原则与其它河流相同，设有防潮桥闸的潮汐河流，根据需要在桥闸的上、下游分别设置断面。

（2）根据潮汐河流的水文特征，潮汐河流的对照断面一般设在潮区界以上。

若感潮河段潮区界在该城市管辖的区域之外，则在城市河段的上游设置一个对照断面。

（3）潮汐河流的消减断面，一般应设在靠近入海口处。

若入海口处于城市管辖区域外，则设在城市河段的下游。

（4）潮汐河流的断面位置，尽可能与水文断面一致或靠近，以便取得有关的水文数据。

4．湖泊、水库中监测断面的设置

在考虑汇入湖（库）的河流数量、径流量、季节变化情况，沿岸污染源对湖（库）水体的影响以及水面性质（单一或复杂水面）和水体的动态变化等水文条件特性的情况下，结合湖（库）水体的生态环境特点，再按照湖（库）污染物的扩散与水体自净状况，设置以下几种监测断面（见图3-1-2）

图3-1-2湖、库监测断面布设图

湖（库）区若无明显功能区别，可用网络法均匀设置监测垂线。

但对有可能出现温度分层现象时，应作水温、溶解氧的探索性试验后再定。

受污染物影响较大的重要湖（库），应在污染物主要输送路线上设置控制断面

5．岸边标志的确定

监测断面和垂线均应经水环境监测主管部门审查确认，并在地图上标明准确位置，在岸边设置固定标志。

同时，用文字说明断面周围环境的详细情况，并配以照片。

这些图文资料均存入断面档案。

断面一经确认不准任意变动。

确需变动时，需经水环境监测主管部门同意，重作优化处理与审查确认。

（三）采样点位的确定

采样点位泛指水体中一个具体的采样点。

采样点的布设是确定在一个监测断面或垂线上哪些点取样。

一条河流即使是在完全混合断面上，各点的水质也是有差异的；湖泊和水库常是分层的，因此，这一步是取得代表性样品的重要环节。

在一个监测断面上设置的采样垂线数与各垂线上的采样点数应符合表3-1和表3-2，湖（库）监测垂线上的采样点的布设应符合表3-3。

表3-1采样垂线数的设置

水面宽

垂线数

说明

≤50m

一条（中泓）

1．垂线布设应避开污染带，要测污染带应另加垂线。

2．确能证明该断面水质均匀时，可仅设中泓垂线。

3．凡在该断面要计算污染物通量时，必须按本表设置垂线。

50m～100m

二条（近左、中岸有明显水流处）

＞100m

三条（左、中、右）

表3-2采样垂线上采样点数的设置

水　深

采样点数

说明

≤5m

上层一点

1．上层指水面下0.5m处，水深不到0.5m时，在水深1/2处。

2．下层指河底以上0.5m处。

3．中层指1/2水深处。

4．封冻时在冰下0.5m处采样，水深不到0.5m处时，在水深1/2处采样。

5．凡在该断面要计算污染物通量时，必须按本表设置采样点。

5m～10m

上、下层两点

＞10m

上、中、下三层三点

表3-3湖（库）监测垂线采样点的设置

水　深

分层情况

采样点数

说明

≤5m

一点（水面下0.5m）

1．分层是指湖水温度分层状况。

2．水深不足1m在1/2水深处设置测点。

3．有充分数据证实垂线水质均匀时，可酌情减少测点。

5m～10m

不分层

二点（水面下0.5m，水底上0.5m）

5m～10m

分层

三点（水面下0.5m，1/2斜温层，水底上0.5m）

＞10m

除水面下0.5m，水底上0.5m处外，按每一斜温分层1/2处设置

（四）采样频次和监测项目

1．确定采样频次的原则

依据不同的水体功能、水文要素和污染源、污染物排放等实际情况，力求以最低的采样频次，取得最有时间代表性的样品，既要满足能反映水质状况的要求，又要切实可行。

2．采样频次与采样时间

（1）饮用水源地、省（自治区、直辖市）交界断面中需要重点控制的监测断面每月至少采样一次。

（2）长江、黄河、珠江、淮河、海河、辽河、松花江等7大水系干流全年采样不少于12次，每月中旬采样：

一般中、小河流全年采样6次，采样时间按丰、平、枯三期，每期采样2次；北方有冰封期和南方有洪水期的省（区）、市要分别增加冰封期、洪水期采样。

（3）流经城市或工业区污染较重的河流、特殊功能水域，全年采样不少于12次。

遇特殊自然情况或发生污染事故，应随时增加采样频次。

（4）具有供水功能的湖泊、水库，全年采样不少于12次；其他一般湖泊、水库应酌情增加采样次数。

（5）受潮汐影响的监测断面的采样，分别在大潮期和小潮期进行。

每次采集涨、退潮水样分别测定。

涨潮水样应在断面处水面涨平时采样，退潮水样应在水面退平时采样。

（6）如某必测项目连续三年均未检出，且在断面附近确定无新增排放源，而现有污染源排污量未增的情况下，每年可采样一次进行测定。

一旦检出，或在断面附近有新的排放源或现有污染源有新增排污量时，即恢复正常采样。

（7）国控监测断面（或垂线）每月采样一次，在每月5日～10日内进行采样。

（8）水系的背景断面每年采样一次。

（9）为配合局部水流域的河道整治，及时反映整治的效果，应在一定时期内增加采样频次，具体由整治工程所在地方水环境监测主管部门制定。

3．监测项目

必测项目必测项目应依据国家水环境监测规范、地表水环境质量标准的有关规定和监测目的确定。

选测项目选测项目过多会造成人力、物力的浪费；过少则不能反映水体污染状况。

所以，必须合理确定监测项目：

（1）应优先选测毒性大、稳定性高，并在生物体中累积性强的持久性有机污染物（POPS）。

（2）根据监测目的，选择那些国家和地方颁布的相应标准中所要求控制的污染物。

（3）有分析方法和相应手段进行分析的项目。

（4）大量监测经常检出或超标的项目。

专题监测项目专题监测项目按不同的监测目标具体确定。

地表水常规监测项目确定见第一章第二节。

（五）采样前的准备

1．制定采样计划

采样负责人在制定计划前要充分了解该项监测任务的目的和要求；应对要采样的监测断面周围情况了解清楚；并熟悉采样方法、水样容器洗涤、样品的保存技术。

在有现场测定项目和任务时，还应了解有关现场测定技术。

采样计划应包括：

确定的采样垂线和采样点位、测定项目和数量、采样质量保证措施、采样时间和路线、采样人员和分工、采样器材和交通工具以及需要进行的现场测定项目和安全保证等。

2．盛样容器的准备

（1）容器的材质采集和盛装水样容器的材料应满足化学稳定性好，保证水样的各组分在贮存期内不与容器发生反应；抗环境温度从高温到严寒的变化、抗震、大小、形状和重量适宜；能严密封口，并容易打开；价廉、易得；容易清洗并可反复使用。

常用材料为高压聚乙烯塑料（以P表示），一般玻璃（G）和硬质玻璃或称硼硅玻璃（以BG表示）。

不同监测项目水样容器应采用的材料见表3-11。

装贮水样应采用细口容器，容器的盖和塞材料应与容器材料一致。

在特殊情况下需用软木塞或橡皮塞时必须用稳定的金属箔或聚乙烯薄膜包裹，最好有腊封。

塑料容器应用塑料螺口盖，玻璃容器用玻璃磨口塞。

（2）容器的洗涤容器的洗涤方法应按样品成分和监测项目确定：

一般通用的洗涤方法玻璃瓶和塑料瓶首先用水和洗涤剂清洗，以除去灰尘、油垢，再用自来水冲洗干净，然后用10%的硝酸（或盐酸）浸泡8h，取出沥干，用自来水冲洗干净，最后用蒸馏水充分荡洗三次。

有特殊要求的洗涤方法①用于盛装背景值调查样品的容器采用10%盐酸浸泡8h以后，还需用1+1的硝酸浸泡3～4天，沥去酸液后用自来水冲洗干净，再用蒸馏水充分荡洗三次；②测铬的样品容器只能用10%的硝酸泡洗，不能用铬酸洗液或盐酸洗液泡洗；③测总汞的样品容器采用1+3硝酸充分荡洗后放置数小时，然后依次用自来水和蒸馏水洗涤干净；④测油类的样品容器应用广口玻璃瓶作容器，按一般通用洗涤方法洗涤后，还要用萃取剂（如石油醚等）彻底荡洗2～3次；⑤测有机物的玻璃容器，先用重铬酸钾洗液浸泡一昼夜，然后用自来水冲洗干净，再用蒸馏水冲洗干净，并在烘箱内180℃下烘干4h，冷却后再用纯化过的己烷、石油醚冲洗数次；⑥细菌监测用的样品容器，除按一般清洗方法之外，还应将玻璃容器和塞子置于160℃干燥箱内干热灭菌2h，或用高压蒸汽在121℃下灭菌15min，灭菌的瓶应在两周内使用，并于使用前用蒸馏水荡洗1～2次。

洗涤质量的检查在每批洗涤好的样品容器中随机抽取数个容器，分别往其中装入二级纯水（混合床去离子水，比电阻在10MΩ·cm以上），并模拟水样保存方法，分别加入相应的保存剂，48h后取样分析。

用与样品测定相同的方法进行分析，最终结果不应检出任一待测元素。

如果有某种待测元素被检出或者检出的浓度较高，应查明原因并作相应的处理，如果是由于洗涤不彻底造成的，则整批容器均应重洗或增加酸洗时间。

（3）容器的编号水样容器应按类型和项目编号，标签要粘贴在不易磨损、碰撞的部位。

在采样前要检查所有容器的标签完整性，禁止用胶布和其他可能玷污样品的物品做标签。

3．采样器的准备

采样前应选择合适的采样器，先用自来水冲去灰尘和其他杂物。

采样器如果是塑料或玻璃材质的，要按容器的一般洗涤方法洗净备用；如果是金属的，应先用洗涤剂清除油垢，再用自来水冲洗干净，晾干备用；用盛样容器做采样器时，应按盛样容器清洗方法清洗；特殊采样器的清洗方法按说明书要求进行。

国内常用的采样器见表3-4，可依不同采样要求选择。

表3-4国内常用的采样器

采样器名称

规格型号

适用范围

水桶

塑料（聚乙烯）

地表表层水采样

简易采水器

图3-1-3

地下水和地表水采样

改良凯末尔采水器

图3-1-4

地下水和地表水采样

单层采水瓶

玻璃或塑料（图3-1-5）

地表表层、深层水采样

直立式采水器

玻璃或塑料

地表表层、深层水采样

电动采水泵

塑料

地表表层、深层水采样

深层采水器

图3-1-6

有机玻璃HQM-1

有机玻璃HQM-2

地表表层、深层水，以及地下水采样

连续自动定时采水器

XH81-1

地表表层、深层和混合水采样

自动采水器❶

772型

773型

地下水及地表表层、深层水采样

778型

806型

地表表层和深层水采样

水文测量采水器❷

铁质横式

地表表层和深层水采样

注：

❶国产自动采水器型号很多，表内不一一列举；

❷用水文测量采水器采集的水样不适于痕量金属分析用。

图3-1-3简易采水器图3-1-4改良凯末尔采水器

1．采水器软绳；2．壶塞软绳；3．软塞；4．进水口；

5．固定挂钩；6．塑料水壶；7．钢丝架；8．重锤

图3-1-5单层采水瓶图3-1-6深层采水器

1．水样瓶；2、3．采水瓶架；4、5．控制采水瓶平衡的挂钩；

6．固定采水瓶绳的挂钩；7．瓶塞；8．采水瓶绳

9．开瓶塞的软绳；10．铅锺

1．叶片；2．杠杆（关闭位置）；3．杠杆（开口位置）

4．玻璃塞（关闭位置）；5．玻璃塞（开口位置）；

6．悬挂绳；7．金属架

4．保存剂的准备

各种保存剂在采样前应作空白试验，其纯度和等级要达到分析方法的要求，按规定配置备用，并在每次使用前检查有无沾污情况。

5．水上交通工具的准备

一般河流、湖泊、水库采样可用小船。

小船经济、灵活、可到达任一采样位置。

最好有专用的监测船或采样船。

如果没有专用的监测船或采样船可供使用，应考虑水体和气候情况选用适当吨位的船只，并注意安全。

（六）水样的采集

1．水质物理化学特性的现场测定与描述

采样者到达采样点后先采集水样，对有条件进行现场监测的项目进行现场测定，测定项目包括水温、pH、电导率、溶解氧（DO）、氧化还原电位（Eh），测定结果记入表3-5。

2．水文参数的测量

在评价水环境状况时，除需要水质监测数据外，还需要水文测量参数。

例如计算水体污染负荷是否超过环境容量，估价污染控制效果和年度间污染物浓度的升降，都必须与年径流量变化联系起来。

水文参数的测量应与水质监测同步进行。

每个设置采样断面的监测河段，都应有一个水文测量断面。

所处河段如有水利部门的水文测量断面，则采样断面应尽可能与水文测量断面重合，以利用其水文参数。

所处河段没有水利部门的水文测量断面时，应选择一个水文参数比较稳定，其流量可代表其他采样断面的一个采样断面作水文测量断面，进行水质、水量同步监测。

为了减少测流工作量，可建立水位标尺，以测量不同水位的不同过水断面。

还应在一个水文年的不同时期，测量实际流量和相应的瞬时水位，绘制水位流量关系曲线（H-Q线）。

另外，在测量流量时，要同时记录不同水位每一垂线的平均流速，以获得不同水位的横断面流速分布曲线。

绘制出这两条曲线后，测流速时，只要看水位标尺读数，就可以从曲线图上查出各垂线的平均流速以及通过断面相应部分的面积和流量，并可按流量加权计算断面污染物浓度的代表值。

每次水质、水量同步监测的数据都应记入表3-5中。

表3-5地表水水样采样记录

流河（湖库）名称：

断面：

采样日期：

水文参数

水文站

水温（℃）

水位（m）

流速（m/s）

流量（m3/s）

含砂量（kg/m3）

气象参数

大气

气温（℃）

风向

风速（m/s）

气压（kPa）

相对湿度（%）

采样点

编号

采样时间

现场测定记录

pH

溶解氧（mg/L）

透明度（m）

电导率（μs/cm）

现场情况记录

采样人：

记录人：

校对人：

交接记录

送样人：

接样人：

交接时间：

3．采样方法

采样方法有船只采样、桥梁采样、涉水采样、索道采样等。

船只采样一般在河流、湖泊、水库采样应有专用监测船或采样船，如无条件也可用手划或机动的小船到达采样位置采样。

采样时应位于上游一侧采集，避免机器浮油污染水样。

桥梁采样确定采样断面时应考虑采样方便，尽量利用现有的桥梁采样。

在桥上采样安全、可靠、方便，不受天气和洪水影响，适合于频繁采样，并能在横向和纵向准确控制采样点位置。

涉水采样较浅的小河和靠近岸边水浅的采样点可采用涉水采样。

但要避免搅动沉积物而使水样受污染。

涉水采样时，采样者应站在下游，向上游方面采集水样。

索道采样在地形复杂、险要、地处偏僻处的山区流速较大的小河流，可架索道采样。

4．采样数量

水样采集量由监测项目和分析方法决定。

不同监测项目对水样的用量有不同的要求，所以采样必须按照各个监测项目的实际情况分别计算，再适当增加20%～30%的余量作为各监测项目实际采样量。

供一般物理化学分析的项目用水量约2～3L，如待测的项目很多，需要采集5～10L，经充分混合后装于1～2L贮样瓶中。

5．采样注意事项

（1）采样时不可搅动水底的沉积物。

（2）采样时应保证采样点的位置准确。

必要时使用定位仪（GPS）定位。

（3）认真填写“水质采样记录表”用签字笔或硬质铅笔在现场记录，字迹应端正、清晰、项目完整。

各省可设计全省格式统一的记录表。

（4）保证采样按时、准确、安全。

（5）采样结束前，应核对采样计划、记录与水样，如有错误或遗漏，应立即补采或重采。

（6）如采样现场水体很不均匀，无法采到有代表性的样品，则应详细记录不均匀的情况和实际采样情况，供使用该数据者参考。

（7）测定油类的水样，应在水面至300mm采集柱状水样，全部用于测定。

并且采样瓶（容器）不能用采集的水样冲洗。

（8）测溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目时，水样必须注满容器，上部不留空间，并有水封口。

（9）如果水样中含沉降性固体（如泥沙等），则应分离除去。

分离方法为：

将所采水样摇匀后倒入筒形玻璃容器（如1~2L量筒），静置30min，将不含沉降性固体但含有悬浮性固体的水样移入盛样容器并加入保存剂。

测定水温、pH、DO、电导率、总悬浮物和油类的水样除外。

（10）测定湖（库）水的COD、高锰酸盐指数、叶绿素a、总氮、总磷时，水样静置30min后，用吸管一次或几次移取水样，吸管进水尖嘴应插至水样表层50mm以下位置，再加保存剂保存。

（11）测定油类、BOD5、DO、硫化物、余氯、粪大肠菌群、悬浮物、放射性等项目要单独采样。

二、地下水采样

（一）采样点的设置

1．布点前的调查

（1）进行现场工作之前，应收集、汇总有关水文、地质方面的资料和既往的监测资料，以及其他地球物理资料、岩层标本和水质参数等。

（2）收集区域内基本气象资料（温度、湿度、降水量等）。

（3）搞清区域内各含水层和地质阶梯、地下水补给、径流和排泄方向。

含水层和地质阶梯可用钻探和调查的方法进行了解。

根据水井相互贯通的含水层静水位，可用水位等高线内差标出地下水的统一水位和标高，初步确定地下水的大致流向。

（4）调查城市发展、工业分布、资源开发和土地利用等情况；了解化肥和农药的施用面积和施用量；查清污水灌溉、排污、纳污和地表水污染的现状。

（5）要对水位及水深进行实际测量。

测量水位和水深的目的是为了决定采水器和泵的类型、所需费用和采样程序。

水位可从水井中直接测得，也可用地下水位计测得。

水深可从成井资料的有关参数中获取。

（6）在完成以上调查研究的基础上，确定主要污染源和污染物；根据地区特点与地下水的主要类型（已有资料），把地下水分成若干水文地质单元。

2．采样点的布设方法

（1）根据区域水文地质单元状况及地下水主要补给来源，在垂直于地下水流的上方布设一个背景值采样井。

背景